(57)【要約】【課題】操作部の小型化を実現可能としたタッチキーを提供することを目的とする。【解決手段】表面電極部２、３と裏面電極部４とを備えたパネル部１において、表面電極部２、３の一つが設けられた部分と、他の表面電極部２、３が設けられた部分とを異なる誘電率の電気絶縁物１ａ、１ｂで構成したものである。これによって、隣接する表面電極部２、３と裏面電極部４とがそれぞれ形成する静電容量を変えることができるので、人がどの表面電極部２、３に触れたかを識別する際の静電容量の差を大きくして、識別感度を高めることができ操作部の小型化が実現可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気絶縁物で形成されたパネル部と、前記パネル部の表面に隣り合って設けた導電体で形成された少なくとも２つの表面電極部と、前記パネル部の裏面に前記表面電極部に対向して設けた導電体で形成された裏面電極部と、前記裏面電極部に出力端が接続され所定の周波数の出力電圧を前記出力端に出力する発振部と、前記裏面電極部に印加される出力電圧を検知し検知した電圧が低下したことにより、人が前記表面電極部にタッチしたと認識する検知部とを備え、前記パネル部は、前記表面電極部の一つが設けられた部分と、他の表面電極部が設けられた部分とを異なる誘電率の電気絶縁物で構成したタッチキー。
【請求項２】
裏面電極部は、複数の表面電極部にまたがって対向するようにパネル部の裏面に設けた請求項１に記載のタッチキー。
【請求項３】
隣り合う表面電極部は、裏面電極部との間でそれぞれ形成する対向面積を互いに異なる大きさとした請求項１または２に記載のタッチキー。
【請求項４】
隣り合う表面電極部は、互いに同じ面積を有し、対向する裏面電極部との位置関係を相互に異ならせた請求項１〜３のいずれか１項に記載のタッチキー。
【請求項５】
表面電極部の所定位置に、タッチマークとなる導電体を除去した穴を設けた請求項１〜４のいずれか１項に記載のタッチキー。
【請求項６】
穴の大きさを人が指でタッチすることのできる大きさより小さく設定した請求項５に記載のタッチキー。
【請求項７】
タッチマークとなる穴の位置を表面電極部毎に異ならせた請求項５または６に記載のタッチキー。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のタッチキーを機器のパネル操作部に形成した電気機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチ操作時の識別感度を高め小型化を実現可能としたタッチキーとそれを用いた電気機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のタッチキーとしては、ガラスなどの電気絶縁物からなるパネル部の表裏両面に電極部を設け、これら表裏両面の電極部とパネル部でコンデンサを形成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
これは、発振部より発生した高周波電圧をパネル部裏面の電極部に印加するとともに、パネル部表面の電極部を指でタッチしたときに高周波電圧を各電極部、パネル部、指を通じてバイパスさせ、パネル部裏面の電極部に現れる電圧が低下することを検知部で検知し、電極部のタッチを知るものである。
【特許文献１】実開昭５７−１０６１５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の構成では、人がどの電極部に触れたかを識別するために、電極部間にはある程度の間隔が必要であり、操作部の小型化が困難なものであった。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、タッチ操作時の識別感度を高めることができ操作部の小型化を実現可能としたタッチキーとそれを用いた電気機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記従来の課題を解決するために、本発明のタッチキーとそれを用いた電気機器は、パネル部において、表面電極部の一つが設けられた部分と、他の表面電極部が設けられた部分とを異なる誘電率の電気絶縁物で構成したものである。
【０００７】
これによって、隣接する表面電極部と裏面電極部とがそれぞれ形成する静電容量を変えることができるので、人がどの表面電極部に触れたかを識別する際の静電容量の差を大きくして、識別感度を高めることができ操作部の小型化が実現可能となる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のタッチキーとそれを用いた電気機器は、タッチ操作時の識別感度を高めることができ操作部の小型化を実現可能としたものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
第１の発明は、電気絶縁物で形成されたパネル部と、前記パネル部の表面に隣り合って設けた導電体で形成された少なくとも２つの表面電極部と、前記パネル部の裏面に前記表面電極部に対向して設けた導電体で形成された裏面電極部と、前記裏面電極部に出力端が接続され所定の周波数の出力電圧を前記出力端に出力する発振部と、前記裏面電極部に印加される出力電圧を検知し検知した電圧が低下したことにより、人が前記表面電極部にタッチしたと認識する検知部とを備え、前記パネル部は、前記表面電極部の一つが設けられた部分と、他の表面電極部が設けられた部分とを異なる誘電率の電気絶縁物で構成したタッチキーとすることにより、隣接する表面電極部と裏面電極部とがそれぞれ形成する静電容量を変えることができるので、人がどの表面電極部に触れたかを識別する際の静電容量の差を大きくして、識別感度を高めることができ操作部の小型化が実現可能となる。
【００１０】
第２の発明は、特に、第１の発明において、裏面電極部は、複数の表面電極部にまたがって対向するようにパネル部の裏面に設けたことにより、指でタッチする表面電極部の数が増えても、裏面電極部は一つであり発振部と検知部の数を増加させる必要がなくなり回路構成を簡素化し、低価格でかつ信頼性の高いものとすることができる。
【００１１】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、隣り合う表面電極部は、裏面電極部との間でそれぞれ形成する対向面積を互いに異なる大きさとしたことにより、パネル部の誘電率の差に加え、表面電極部と裏面電極部との間で形成する対向面積の差で、両電極部間で形成される静電容量にさらに大きな差を設けて、操作された表面電極部を識別することができ、操作部を簡単な構成とすることができ、低価格でかつ信頼性の高いものとすることができる。
【００１２】
第４の発明は、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明において、隣り合う表面電極部は、互いに同じ面積を有し、対向する裏面電極部との位置関係を相互に異ならせたことにより、両電極部間で形成される静電容量に差を設けて、操作された表面電極部を識別する構成であるので、操作部を簡単な構成とすることができ、低価格でかつ信頼性の高いものとすることができる。
【００１３】
第５の発明は、特に、第１〜第４のいずれか１つの発明において、表面電極部の所定位置に、タッチマークとなる導電体を除去した穴を設けたことにより、人がタッチしないときには表面電極部の面積を小さくして操作感度を低くし、人がタッチするときにはこの穴の部分に触れることにより実質的な表面電極部の面積を大きくして操作感度を高めることができる。このため、人が触れるときと触れないときとの検知電圧の差を大きくして誤操作を防止することができる。
【００１４】
第６の発明は、特に、第５の発明において、穴の大きさを人が指でタッチすることのできる大きさより小さく設定したことにより、人が表面電極部に触れた際に穴を全てふさぐようにし、実質的な表面電極部の大きさを所定の電極面積にして操作感度を安定化させることができ、誤操作を防止することができる。
【００１５】
第７の発明は、特に、第５または第６の発明において、タッチマークとなる穴の位置を表面電極部毎に異ならせたことにより、人がタッチマークに触れた場合に隣り合う表面電極部がそれぞれ対向する裏面電極部とで形成する静電容量を、相互に異ならせることができる。これにより表面電極部が同一面積で同一の静電容量であっても、人が触れたときの静電容量が異なり、触れた表面電極部を識別可能とすることができる。
【００１６】
第８の発明は、特に、第１〜第７のいずれか１つの発明におけるタッチキーを機器のパネル操作部に形成した電気機器とすることにより、安全で使いやすい電磁調理器などの電気機器を提供することができる。
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１８】
（実施の形態１）
図１、図２は、本発明の実施の形態１におけるタッチキーを示すものである。
【００１９】
図に示すように、本実施の形態におけるタッチキーは、ガラス、プラスチックなどの電気絶縁物で形成されたパネル部１と、パネル部１の表面に隣り合って設けた導電体で形成された少なくとも２つの表面電極部２、３と、パネル部１の裏面に表面電極部２、３に対向して設けた導電体で形成された裏面電極部４と、裏面電極部４に出力端が接続され所定の周波数の出力電圧を出力端に出力する発振部６と、裏面電極部４に印加される出力電圧を検知し検知した電圧が低下したことにより、人が表面電極部２、３にタッチしたと認識する検知部７とを備えている。
【００２０】
そして、パネル部１は、表面電極部２、３の一つが設けられた部分と、他の表面電極部２、３が設けられた部分とを異なる誘電率の電気絶縁物１ａおよび１ｂで構成したものである。
【００２１】
また、表面電極部２と表面電極部３の面積は同一であり、表面電極部２、裏面電極部４および電気絶縁物１ａはコンデンサを構成し、同様に、表面電極部３、裏面電極部４および絶縁材料１ｂもコンデンサを構成している。また、裏面電極部４は、表面電極部２、３にまたがって対向するようにパネル部１の裏面に設けている。
【００２２】
以上のように構成されたタッチキーについて、以下その動作、作用を説明する。
【００２３】
表面電極部２、３が、指５で触れられることにより、人を介して接地されることになり、表面電極部２、３と裏面電極部４により形成されたコンデンサの静電容量と人の容量成分に応じて、裏面電極部４に印加する発振部６の出力電圧が変化する。すなわち、静電容量が大きいと小さい場合よりも出力電圧の低下量が大きくなる。検知部７は、裏面電極部４において発振部６から出力された高周波電圧を検出することにより、表面電極部２、３のいずれがタッチされたかを、検知電圧の差から認識するものである。
【００２４】
上記のように、裏面電極部４は共通であり、表面電極部２と表面電極部３の面積は同一であるが、表面電極部２と裏面電極部４間に存在する電気絶縁物１ａと、表面電極部３と裏面電極部４間に存在する電気絶縁物１ｂとの誘電率が異なるため、表面電極部２と裏面電極部４で形成されるコンデンサの静電容量Ｃａと、表面電極部３と裏面電極部４で形成されるコンデンサの静電容量Ｃｂとは異なる。したがって、表面電極部２に指５で触れた時の検知部７の検知電圧と、表面電極部３に指５で触れた時の検知部７の検知電圧とは異なるので、検知部７はどの表面電極部が指５により触れられたかを認識することができるものである。
【００２５】
なお、本実施の形態では、裏面電極部４を表面電極部２、３にまたがるようにして一体としたが、それぞれに対向するように分離してもよい。この場合には、回路構成は複雑になるが、電極部間に存在する誘電率を異ならせることによる静電容量の差を利用して隣接する表面電極部２、３の識別感度を高めることができるので、例えば、表面電極部２、３間の間隔を狭めても誤認識しにくくすることができるという作用がある。
【００２６】
以上のように、本実施の形態のタッチキーは、パネル部１は、表面電極部の一つが設けられた部分と、他の表面電極部が設けられた部分とを異なる誘電率の電気絶縁物１ａ、１ｂで構成したことにより、隣接する表面電極部２、３と裏面電極部４とがそれぞれ形成する静電容量を変えることができるので、人がどの表面電極部２、３に触れたかを識別する際の静電容量の差を大きくして、識別感度を高めることができる。したがって、隣接した表面電極部２、３間の離間距離を小さくしても相互に影響を及ぼしにくくすることができ、操作の誤検知をしにくくすることができるので、パネル部１の表面電極部２、３間の距離を小さくして小型化が実現可能となる。換言すれば、同一の領域に表面電極部２、３を設けるとするならば、表面電極部２、３の大型化が可能となり使い勝手の良いタッチキーを提供することができる。
【００２７】
また、裏面電極部４を、複数の表面電極部２、３にまたがって対向するようにパネル部１の裏面に設けることにより、指５でタッチする表面電極部の数が増えても、裏面電極部４は一つであり発振部６と検知部７の数を増加させる必要がなくなり、回路構成を簡素化し、低価格でかつ信頼性の高いものとすることができる。
【００２８】
（実施の形態２）
図３、図４は、本発明の実施の形態２におけるタッチキーを示すものである。実施の形態１の構成と基本的には同一であり、同一要素については同一符号を付してその説明を省略する。
【００２９】
図３に示すものでは、表面電極部２の面積より表面電極部３の面積を小さくして裏面電極部４（一部破線で示す）と対向する面積を相互に変えている。静電容量は対向する電極部の面積で決定されるため、表面電極部３の方が表面電極部２より裏面電極部４と対向する面の面積が小さく、したがって静電容量が小さくなる。この対向面積の差による静電容量の違いが、表面電極部３と表面電極部２との識別を更に精度良く行うことを可能にしている。
【００３０】
また、図４に示すものでは、表面電極部２、３の面積が相互に同じであっても裏面電極部４（一部破線で示す）の表面電極部３に対向する部分の面積が、表面電極部２に対向する部分の面積よりも小さくなるようにすることにより、表面電極部３と裏面電極部４で形成されるコンデンサの静電容量は、表面電極部２と裏面電極部４で形成されるコンデンサの静電容量よりも小さくなる。したがって表面電極部２、３の面積を同一にしても、どの電極部に指５が触れたかの識別が可能となる。
【００３１】
なお、本実施の形態においても、実施の形態１と同様、裏面電極部４を複数の表面電極部２、３にまたがって対向するようにパネル部１の裏面に設けていることにより、指５でタッチする表面電極部の数が増えても、裏面電極部４は一つであり発振部６と検知部７の数を増加させる必要がなくなり、回路構成を簡素化し、低価格でかつ信頼性の高いものとすることができる。
【００３２】
（実施の形態３）
図５、図６は、本発明の実施の形態３におけるタッチキーを示すものである。実施の形態１の構成と基本的には同一であり、同一要素については同一符号を付してその説明を省略する。
【００３３】
図５に示すものでは、表面電極部２の所定位置（本実施の形態では中央）に、タッチマークとなる導電体を除去した穴２ａを設け、人が操作をする場合には穴２ａの部分を押す構成（例えば、使用者が自然にその部分をタッチするよう特定の色で印刷表示する）となっている。表面電極部２において、人が触れない場合には穴２ａの部分だけ表面電極部２の面積を小さくして操作感度を低くし、人がタッチするときにはこの穴２ａの上をタッチし、穴２ａの部分に触れることにより実質的な表面電極部２の面積を大きくして操作感度を高める。これにより、人が触れるときと触れないときとの検知電圧の差を大きくして誤操作を防止する。なお、表面電極部３については図示せずに省略しているが、表面電極部２と同様な穴を設けた構成、あるいは穴なし構成のどちらでもよい。
【００３４】
また、図６に示すものでは、表面電極部２に穴２ｂを、表面電極部３に穴３ｂを設け、このタッチマークとなる穴２ｂ、３ｂの位置は表面電極部２、３毎に異ならせたものである（本実施の形態では、穴２ｂ、３ｂの位置を表面電極部２、３の中心に対して異なる方向にずらしている）。これにより、人がタッチマークに触れた場合に隣り合う表面電極部２、３がそれぞれ対向する裏面電極部４とで形成する静電容量を、相互に異ならせることができる。したがって、表面電極部２、３が同一面積で同一の静電容量であっても、人が触れたときの静電容量が異なり、触れた表面電極部２、３を識別可能とすることができる。なお、人がタッチしないとき、表面電極部２、３は穴２ｂ、３ｂがあいた状態なので表面電極部２、３は所定の面積が得られないが、不注意で指が触れたり、家庭内の小動物がタッチしたりしても安全である。
【００３５】
また、図５、図６に示した穴２ａ、穴２ｂ、３ｂの大きさを人が指でタッチすることのできる大きさより小さく設定すれば、人が表面電極部２、３に触れた際に穴を全てふさぐことができ、実質的な表面電極部２、３の大きさを所定の電極面積にして操作感度を安定化させることができ、誤操作を防止することができる。
【００３６】
（実施の形態４）
図７は、本発明の実施の形態２における電気機器を示すものである。
【００３７】
本実施の形態における電気機器としては、例として電磁調理器１３を示しており、これは、器体の上部にセラミック製の天板を構成するパネル部９が設けられ、パネル部９の上面に加熱コイル（図示せず）の位置を示す加熱コイル表示部８、１４とともに、実施の形態１〜３のいずれかに示した構成を採用したタッチキー１０、１１、１２を設けている。タッチキー１０を設定温度の下降キー、タッチキー１１を電源の入り／切りキー、タッチキー１２を設定温度の上昇キーとしている。
【００３８】
上記のような構成とすることにより、人は、上面からタッチキー１０、１１、１２を操作することで、操作が極めて簡単になる。また、加熱コイル表示部８、１４が広い範囲を占め、かつタッチキーはそれらに近接することができないので、タッチキーの配置スペースが限定されるが、実施の形態１〜３に示したタッチキーは、小型化しかつ誤動作を防止できるので、誤動作のない使いやすい電磁調理器とすることができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上のように、本発明にかかるタッチキーとそれを用いた電気機器は、タッチ操作時の識別感度を高めることができ操作部の小型化を実現可能としたものであるので、各種の機器、特に、電磁調理器などのフラットパネルを有する機器をはじめとして家庭内にとどまらず各種産業上の多くの分野などの用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態１におけるタッチキーの要部側断面図
【図２】同タッチキーの電極部の平面図
【図３】本発明の実施の形態２におけるタッチキーの電極部の平面図
【図４】（ａ）同タッチキーにおける電極部の他の構成を示す平面図（ｂ）同側断面図
【図５】本発明の実施の形態３におけるタッチキーの電極部の平面図
【図６】同タッチキーにおける電極部の他の構成を示す平面図
【図７】本発明の実施の形態４におけるタッチキーを用いた電気機器の平面図
【符号の説明】
【００４１】
１  パネル部
１ａ、１ｂ  電気絶縁物
２、３  表面電極部
２ａ、２ｂ、３ｂ  穴
４  裏面電極部
６  発振部
７  検知部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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